JPH1016872A - 電動補助車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組み立て工数，部品点数を削減してコストを
低減できるとともに、配置スペースを縮小してコンパク
ト化に対応できる電動補助車両を提供する。 【解決手段】 クランク軸１３に入力されたペダル踏力
と電動モータ２１からの補助力との合力を出力するパワ
ーユニット２２と、上記電動モータ２１による補助力を
可変制御するコントロールユニット２４とを備えた電動
補助自転車１を構成する場合に、上記コントロールユニ
ット２４を上記パワーユニット２２のケーシング２６の
クランク軸径方向外周面に沿うように配置し、該ケーシ
ング２６に着脱可能に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ペダル踏力に応じ
た補助駆動力を電動モータから車輪に供給するようにし
た電動補助車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、ペダルに入力されたペダル踏力と
電動モータからの補助駆動力との合力を車輪に供給する
ようにした電動補助自転車が注目されている（例えば、
特願平６−３２４６８６号参照）。この電動補助自転車
は、ペダル踏力と電動モータからの補助駆動力との合力
を出力するパワーユニットと、ペダル踏力を検出する踏
力検出装置と、該踏力検出値に応じて上記電動モータの
出力を可変制御するコントロールユニットとを備えてい
る。

【０００３】この種の電動補助車両では、上記パワーユ
ニット，コントロールユニットの取付け強度，配置スペ
ースの確保，及び外力による損傷の防止等のために該パ
ワーユニット等をメインチューブの下側に沿うように別
々に配列し、ブラケットを介して固定するとともに、カ
バー部材で覆った構造のものが一般的である。

【０００４】また上記ペダル踏力を検出する装置とし
て、従来、図１４に示すように、反力受け部と角度検出
部とを一体に組合わせた構造のものがある。即ち、この
踏力検出装置２００は、クランク軸２０１に作用するペ
ダル踏力の大きさに応じて図示反時計方向に回動するト
ルク板２０２と、該トルク板２０２の当接部２０２ａに
当接可能に軸支された角度検出部としての回動レバー２
０３と、該回動レバー２０３を反時計方向に付勢する反
力受け部２０４とを備えており、上記回動レバー２０３
の回動角度をポテンショメータ２０５で検出するように
構成されている。また反力受け部２０４は、支持板２０
６に固定されたシリンダ部２０７と該シリンダ部２０７
内に摺動自在に挿入されたピストン部２０８との間にス
プリング２０４ａを介在させた構造となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
補助電動自転車のようにパワーユニット，コントロール
ユニットをメインチューブに沿って別々に配置する構造
では、これら全体を覆う大型のカバー部材が必要であ
り、また別部品の取付け用ブラケットが必要であること
から、組み立てコスト，部品コストが上昇するという問
題がある。また両ユニットを別々に配置した構造では、
コントロールユニット周辺のワイヤハーネス，カプラの
配索が複雑となり易く、さらに配置スペースが大きくな
り大型化するという問題がある。

【０００６】また、上記従来の踏力検出装置では、反力
受け部と角度検出部とを一体に組み合わせた構造である
ので、これらを収納するケース部の突出寸法が大きくな
り、ケーシング全体が大型化するという問題がある。こ
のためパワーユニットの車体レイアウトを変更する場合
の取付け位置に対する自由度が低いという問題がある。

【０００７】本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされ
たもので、組み立て工数，部品点数を削減してコストを
低減できるとともに、配置スペースを縮小してコンパク
ト化に対応でき、さらには取付け位置に対する自由度を
向上できる電動補助車両を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、クラ
ンク軸に入力されたペダル踏力と電動モータからの補助
力との合力を出力するパワーユニットと、上記電動モー
タによる補助力を可変制御するコントロールユニットと
を備えた電動補助車両において、上記コントロールユニ
ットを上記パワーユニットのケーシングのクランク軸径
方向外周面に沿うように配置し、かつ該ケーシングに着
脱可能に固定したことを特徴としている。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１において、上
記コントロールユニットを、その少なくとも一部が上記
パワーユニットを車体フレームに取り付ける取付けブラ
ケット内に側面視で隠れるように配置したことを特徴と
している。

【００１０】請求項３の発明は、クランク軸に入力され
たペダル踏力と電動モータからの補助力との合力を出力
するパワーユニットと、上記ペダル踏力を検出する踏力
センサと、該踏力センサにより検出されたペダル踏力に
基づいて上記電動モータからの補助力を可変制御するコ
ントロールユニットとを備えた電動補助車両において、
上記コントロールユニット及び踏力センサを上記パワー
ユニットのケーシングのクランク軸径方向外周面に沿う
ように配置し、かつ該ケーシングに着脱可能に固定した
ことを特徴としている。

【００１１】請求項４の発明は、請求項３において、上
記パワーユニットが、クランク軸と同軸配置され、遊星
ギヤにペダル踏力が入力され、リングギヤ又はサンギヤ
の何れか一方から出力される遊星ギヤ機構を備えたもの
であり、上記踏力センサが、上記リングギヤ又はサンギ
ヤの何れか他方を該他方に作用する反力に抗して回動付
勢する反力受部と、該他方の回動角度を検出する角度検
出部とを分離形成したものであり、該反力受部及び角度
検出部が上記ケーシングのクランク軸径方向外周面に沿
うように配置されていることを特徴としている。

【００１２】請求項５の発明は、請求項４において、上
記角度検出部の回転軸がクランク軸に垂直方向に配置さ
れていることを特徴としている。

【００１３】請求項６の発明は、請求項３ないし５の何
れかにおいて、上記踏力センサをその少なくとも一部が
上記パワーユニットを車体フレームに取り付ける取付け
ブラケット内に側面視で隠れるように配置したことを特
徴としている。

【００１４】請求項７の発明は、請求項３ないし６の何
れかにおいて、車速を検出する車速センサを上記パワー
ユニットのケーシングの外周面に沿うように配置し、該
ケーシングに固定したことを特徴としている。

【００１５】請求項８の発明は、請求項３ないし７の何
れかにおいて、上記コントロールユニット，踏力セン
サ，車速センサの少なくとも各々の一部を上記取付ブラ
ケット内に側面視で隠れるように配置したことを特徴と
している。

【００１６】ここで本発明における踏力検出装置には、
回転式ポテンショメータ及び往復式リニアポテンショメ
ータが採用可能である。

【００１７】また本発明におけるケーシングのクランク
軸径方向外周面とは外周面のうちクランク軸と交差する
端面を除く趣旨である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面に基づいて説明する。図１ないし図６は、請
求項１，２の発明の一実施形態による電動補助自転車を
説明するための図であり、図１は電動補助自転車の左側
面図、図２，図３はパワーユニットの断面図，一部断面
側面図、図４〜図６はそれぞれパワーユニットの車体搭
載状態を示す左側面図，右側面図，背面図である。ここ
で本実施形態でいう前後左右とは自転車に乗車した状態
での前後左右である。

【００１９】図において、１は電動補助自転車であり、
これの車体フレーム２は、前輪３が回転自在に支持され
たフロントフォーク４を回動自在に支持するヘッドパイ
プ２ａと、該ヘッドパイプ２ａから後方に斜め下方に延
びるメインチューブ２ｂと、該メインチューブ２ｂの後
端部から上方に起立するシートチューブ２ｃとを一体に
結合して構成されている。

【００２０】上記メインチューブ２ｂとシートチューブ
２ｃとの結合部には取付けブラケット５が溶接固定され
ている。該ブラケット５は、側面視で略円弧状をなしチ
ューブ結合部を左，右から覆う左, 右側壁５ａ，５ｂと
該両側壁間を後部から上部にかけて覆う上壁５ｃとから
なる横断面略コ字状に形成された板金製のものである。

【００２１】上記ブラケット５には車体後方に延びる
左, 右一対のチェーンステー６の前端部が接続されてお
り、各チェーンステー６の後端部と上記シートチューブ
２ｃの上端部とは左, 右一対のシートステー７で連結さ
れている。このチェーンステー６とシートステー７とは
後輪ブラケット８を介して一体に結合されており、該ブ
ラケット８に後輪９が回転自在に支持されている。上記
フロントフォーク４の上端にはハンドル１０が装着され
ており、また上記シートチューブ２ｃの上端にはサドル
１１が装着されたシートピラーチューブ１２が高さ調整
可能に挿着されている。

【００２２】上記取付けブラケット５により駆動装置２
０が懸架支持されている。この駆動装置２０は、クラン
ク軸１３に入力されたペダル踏力により後輪９を回転駆
動する人力駆動機構と、電動モータ２１からの補助駆動
力により後輪９を回転駆動する電動駆動機構とを備えて
いる。なお、上記ペダル踏力と補助駆動力とはパワーユ
ニット２２内で合力された後に後輪９に伝達される。

【００２３】上記人力駆動機構は、上記取付けブラケッ
ト５に固定されたパワーユニット２２内にクランク軸１
３を車幅方向に貫通するようにかつ回転自在に配置し、
該クランク軸１３の両端にクランク１４を固着し、該ク
ランク１４の先端にペダル１５を回転自在に装着し、上
記クランク軸１３に入力されたペダル踏力を後述する遊
星歯車式増速機構１６からチェーンスプロケット１７，
チェーン１８，フリーホイール（不図示）を介して後輪
９に伝達するように構成されている。

【００２４】上記電動駆動機構は、電動モータ２１から
の補助力と上記ペダル踏力との合力を出力する上記パワ
ーユニット２２と、上記電動モータ２１に電源を供給す
るバッテリ２３と、該電動モータ２１の補助力を可変制
御するコントロールユニット２４とを備えている。

【００２５】上記バッテリ２３は略直方体状をなし、そ
の内部には直列接続された多数のＮｉ−Ｃｄ単電池が収
納されており、該バッテリ２３は上記シートチューブ２
ｃの前側にこれの長手方向に沿って配置固定されてい
る。このバッテリ２３には車載状態でモータ側と接続さ
れる放電用端子と、充電用端子（不図示）が設けられて
おり、バッテリ２３は車載状態で、及び車体から取りは
ずして家の中で充電できるようになっている。

【００２６】上記パワーユニット２２は、アルミダイキ
ャスト製のケーシング２６内に上記遊星歯車式増速機構
１６，及び踏力検出装置２７を収納して構成されてい
る。上記ケーシング２６はケース本体３０と、該ケース
本体３０の左側壁に形成された開口を閉塞する蓋部材３
１とからなり、該蓋部材３１はケース本体３０にねじ止
め固定されている。

【００２７】上記ケース本体３０の上壁の前部，及び後
部にはそれぞれ車幅方向に延びるボス部３０ａ，３０ｂ
が一体形成されている。このケース本体３０は上記ボス
部３０ａ，３０ｂを上記取付けブラケット５の左, 右側
壁５ａ，５ｂ間に位置させボルト３２ａ，３２ａを挿通
し、ナット３２ｂ，３２ｂを螺着することにより取付け
ブラケット５に締め付け固定されている。

【００２８】上記ケーシング２６には上記クランク軸１
３がこれの両端部をケース外方に突出させて挿入されて
おり、該クランク軸１３の左端部は蓋部材３１のボス部
に軸受３３を介して支持されている。また上記クランク
軸１３の右端部には軸受３４を介して略筒状の合力軸３
５が相対回転自在に装着されており、該合力軸３５の軸
方向中央部には大径の出力歯車３５ａが一体形成されて
いる。上記合力軸３５は軸受３６を介して上記ケース本
体３０のボス部に支持されており、該合力軸３５の外端
に上記チェーンスプロケット１７がスプライン結合され
ている。

【００２９】また上記ケース本体３０の下部にはモータ
取付け座３０ｃが一体形成されており、該取付け座３０
ｃには上記電動モータ２１が上記蓋部材３１とともにボ
ルト３７により共締め固定されている。この電動モータ
２１の回転軸２１ａは上記クランク軸１３と平行に配置
されており、該回転軸２１ａはケース本体３０内に突出
している。この回転軸２１ａの突出部には小径歯車４０
がスプライン結合されている。なお、小径歯車４０はケ
ース本体３０と蓋部材３１で両端支持されている。

【００３０】上記クランク軸１３と回転軸２１ａとの間
にはこれと平行をなすようにドライブ軸４１が配設され
ており、該ドライブ軸４１は軸受４２，４２を介してケ
ース本体３０，蓋部材３１に支持されている。このドラ
イブ軸４１の左端部にはワンウェイクラッチ４３を介在
させて大径歯車４４が装着されており、該大径歯車４４
は中間歯車４５を介して上記回転軸２１ａの小径歯車４
０に噛合している。この中間歯車４５はドライブ軸４１
と回転軸２１ａとの間に配設されており、軸受４６，４
６を介してケース本体３０，蓋部材３１に支持されてい
る。また上記ドライブ軸４１の右端部には小径歯車４１
ａが一体形成されており、該歯車４１ａは上記合力軸３
５の出力歯車３５ａに噛合している。

【００３１】上記クランク軸１３の軸方向中央部には上
述の遊星歯車増速機構１６が装着されている。これは上
記合力軸３５の内端部に一体形成されたサンギヤ３５ｂ
と、該サンギヤ３５ｂの周囲に自転公転自在に装着され
た複数の遊星ギヤ４７と、該各遊星ギヤ４７に噛合する
大略碗状をなすリングギヤ４８とを備えており、該リン
グギヤ４８はクランク軸１３に相対回転自在に装着され
ている。また上記各遊星ギヤ４７はクランク軸１３にワ
ンウェイクラッチ４９を介して装着されたキャリア５０
に回転自在に支持されている。

【００３２】これによりクランク軸１３に入力されたペ
ダル踏力は遊星歯車増速機構１６を介して合力軸３５に
伝わり、チェーンスプロケット１７，チェーン１８を介
して後輪９に伝達される。一方の電動モータ２１の駆動
力は、小径歯車４０，中間歯車４５，大径歯車４４を介
してドライブ軸４１から出力歯車３５ａに伝達され、こ
こでクランク軸１３からのペダル踏力と合力されて上記
後輪９に伝達される。

【００３３】また上記ドライブ軸４１の軸方向中央部に
は車速検出装置５１が配設されている。この車速検出装
置５１は上記ドライブ軸４１の周方向に等間隔ごとに配
設された４個の磁石５２と、該磁石５２に対向するリー
ドスイッチ式の車速センサ５３とからなり、該車速セン
サ５３はケース本体３０の底壁にボルト締め固定されて
いる。上記車速検出装置５１では、クランク軸１３の回
転を遊星歯車増速機構１６から出力歯車３５ａ，小径歯
車４１ａへと２段増速されたドライブ軸４１の磁石５２
の回転をリードスイッチ式センサ５３で検出するので、
少ない磁石でも十分検出精度を高めながらコストの低減
を図ることができる。

【００３４】上記ケーシング２６の前側には上記踏力検
出装置２７が配設されている。この踏力検出装置２７
は、上記リングギヤ４８の前部に固着された略鉤状をな
すトルク板５５と、該トルク板５５の回動に伴って揺動
する回動レバー５６と、該レバー５６の回動角度を検出
するポテンショメータ５７と、上記トルク板５５を反回
動方向に付勢する押圧機構５８とを備えている。

【００３５】上記押圧機構５８は、ケース本体３０に螺
着固定されたシリンダ部５９にピストン部６０を進退可
能に挿入し、該ピストン部６０とシリンダ部５９との間
にコイルスプリング６１を配設して構成されており、上
記ピストン部６０に上記トルク板５５の先端面５５ａが
当接している。

【００３６】上記トルク板５５の屈曲部にはケース本体
３０に螺着されたポテンショメータの０点調整用のスト
ッパボルト６２が当接しており、該ストッパボルト６２
によりトルク板５５の時計方向への回動を規制してい
る。また上記トルク板５５の屈曲部にはピン６３が植設
固定されている。

【００３７】上記回動レバー５６の先端部には溝部５６
ａが切り欠いて形成されており、該溝部５６ａ内に上記
ピン６３が係合している。また上記回動レバー５６の基
部には上記ポテンショメータ５７の入力軸６４が挿入固
定されており、このポテンショメータ５７はケース本体
３０の前端部右壁にボルトじめ固定されている。そして
このポテンショメータ５７が上記入力軸６４の回動角度
を検出し、該検出値をリード線（不図示）を介してコン
トロールユニット２４に出力するようになっている。

【００３８】上記コントロールユニット２４は、上記ポ
テショメータ５７の検出値からペダル１５に加えられた
ペダル踏力の大きさを求めるとともに、車速センサ５３
からの回転速度を求め、内蔵する補助駆動力制御マップ
に基づいて補助駆動力を演算し、該補助駆動力に対応し
た電流をバッテリ２３から電動モータ２１に給電するよ
うに構成されている。この補助駆動力は、上記ペダル踏
力１に対して車速が０〜１５Ｋｍ／ｈまではほぼ１：１
に設定され、また１５Ｋｍ／ｈを越えた時点から次第に
小さくなり、２４Ｋｍ／ｈに達した時点でゼロになるよ
うに設定されている。

【００３９】上記コントロールユニット２４は基板２４
ｃ上にはんだ付けされた電子部品２４ａを金属製のコン
トロールボックス２４ｂに伝熱可能に固定し、空間に樹
脂を充填したもので、該コントロールボックス２４ｂは
ケース本体３０に突設された放熱ボス部３０ｅに着脱可
能にボルト６６により締め付け固定されている。また該
コントロールユニット２４の上半部は上記取付けブラケ
ット５内に位置しており、左, 右側壁５ａ，５ｂ及び上
壁５ｃにより囲まれている。

【００４０】次に本実施形態の作用効果について説明す
る。本実施形態によれば、コントロールユニット２４を
パワーユニット２２のケース本体３０の後壁面に沿うよ
うに固定してパワーユニット２２と一体化したので、従
来の別々に配列する場合のような大型カバー部材，取付
け用ブラケットを不要にでき、組付けコスト及び部品コ
ストを低減できる。

【００４１】また上記パワーユニット２２とコントロー
ルユニット２４とを一体化したので、ユニット本体２４
ａからモータ２１，ポテンショメータ５７，車速センサ
５１までの配線長さを短くでき、コントロールユニット
２４周辺の配索を簡略化でき、また車体搭載時のレイア
ウトの自由度を向上できるとともに、配置スペースを縮
小して車体全体を小型化できる。

【００４２】さらに上記ケース本体３０の後壁面に放熱
ボス部３０ｅを形成し、該放熱ボス部３０ｅにコントロ
ールユニット２４のコントロールボックス２４ｂを当接
させたので、該コントロールユニット２４の発熱をケー
ス本体３０に放熱させることができ、コントロールユニ
ット２４の温度上昇を抑制できる。

【００４３】本実施形態では、上記コントロールユニッ
ト２４の上半部をパワーユニット２２を車体フレームに
取付けるための取付けブラケット５内に配置し、該ブラ
ケット５の左, 右側壁５ａ，５ｂ及び上壁５ｃにより覆
ったので、別部品のカバー部材を不要にしながら飛び石
等による損傷を防止でき、この点からもコストを低減で
きる。また上記ケース本体３０の後部とブラケット５と
の間の空きスペースを有効利用してコントロールユニッ
ト２４を配置でき、小型化を図ることができる。

【００４４】さらにハンドル１０廻りに配設されたメイ
ンスイッチ，パイロットランプ等を配線を介してコント
ロールユニット２４に接続する場合、該配線をメインチ
ューブ２ｂ内を通して上記ブラケット５内でコントロー
ルユニット２４に容易にジョイントすることができ、カ
プラの外方露出を防止して外観の低下を回避でき、また
外力による損傷を防止できる。

【００４５】また、上記コントロールユニット２４をパ
ワーユニット２２の背面に配置し、また踏力検出装置２
７を前面に配置したので、例えばコントロールユニッ
ト，踏力検出装置をメインチューブの下面とパワーユニ
ットとを間に配置する場合に比べてメインチューブの地
上高さを低くすることができ、乗降性を向上できる。ま
たパワーユニットとメインチューブとの間隔が狭くな
り、取付けブラケット５の上下方向長さを短くすること
ができ、それだけ該取付けブラケットのパワーユニット
取付け剛性を向上できる。即ち、上記コントロールユニ
ット，踏力検出装置をメインチューブ下面とパワーユニ
ットとを間に配置した場合には、パワーユニットを懸架
するための取付ブラケットのアーム長さを延長する必要
があり、それだけ剛性が低下するという問題が懸念され
る。

【００４６】図７ないし図１３は、請求項３〜８の発明
の一実施形態による電動補助自転車を説明するための図
であり、図７は電動補助自転車の左側面図、図８は補助
駆動装置の左側面図、図９〜図１１はそれぞれパワーユ
ニットの左側面図，平面図，断面底面図、図１２，図１
３は踏力検出装置の左側面図，構成図である。なお、各
図中、図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。

【００４７】本実施形態の電動補助自転車８０の車体フ
レーム２には駆動装置８１が懸架支持されており、この
駆動装置８１は、クランク軸１３に入力されたペダル踏
力と電動モータ８２からの補助駆動力との合力を出力す
るパワーユニット８３と、上記電動モータ８２に電源を
供給するバッテリ８４と、該電動モータ８２の補助力を
可変制御するコントロールユニット８５，及び上記ペダ
ル踏力を検出する踏力検出装置８６とを備えている。な
お、８１ａは上記駆動装置８１を上方から覆うカバーで
ある。

【００４８】上記バッテリ８４は直方体状をなし、その
内部には直列接続された多数のＮｉ−Ｃｄ単電池が収納
されている。該バッテリ８４は、車体フレーム２を構成
するシートチューブ２ｃの後方に該チューブ２ｃに沿っ
て配置されており、該バッテリ８４の下端部は取付けブ
ラケット５の上壁５ｃにボルト８８ａで固定された有底
筒状の支持ボックス８８内に嵌装されている。この嵌装
によりバッテリ下部の放電雌端子８４ａは支持ボックス
８８側の放電雄端子（不図示）と電気的に接続されてい
る。またバッテリ８４の上端部は左, 右のシートステー
７，７間を通って上方に突出し、両シートステー７，シ
ートチューブ２ｃ，及びリヤフェンダ９ａで囲まれて支
持されており、上方向にのみ出し入れ可能となってい
る。上記バッテリ８４の上部には把手８７ａ，及び充電
用端子８７ｂが装着されている。

【００４９】上記パワーユニット８３は、アルミダイキ
ャスト製のケーシング９０内に遊星ローラ式減速機構９
１，遊星歯車式増速機構９２，及び上記踏力検出装置８
６を収納して構成されている。上記ケーシング９０は、
大略有底筒状のケース本体９３と、該ケース本体９３の
左側壁に形成された開口を閉塞する蓋部材９４とからな
り、該蓋部材９４はケース本体９３にボルト９５により
着脱可能に締結されている。

【００５０】上記ケース本体９３の上壁の前部，及び後
部にはそれぞれ車幅方向に延びるボス部９３ａ，９３ｂ
が一体形成されている。このケース本体９３はこれのボ
ス部９３ａ，９３ｂを上記取付けブラケット５の左, 右
側壁５ａ，５ｂ間に位置させボルト８９ａ，８９ａ，ナ
ット８９ｂ，８９ｂにより締め付け固定されている。ま
た上記ケース本体９３の前端のフランジ部に上記電動モ
ータ８２のフランジ部がボルト締め固定されており、該
モータ８２の回転軸８２ａはクランク軸１３と直角方向
に向けて配置されている。

【００５１】上記ケーシング９０内には上記クランク軸
１３が車幅方向に挿入されており、該クランク軸１３の
両端部はケース外方に突出している。このクランク軸１
３の左側端部は軸受９６を介して蓋部材９４のボス部に
より回転自在に支持されている。また上記クランク軸１
３の右側端部には軸受９７を介して略筒状の合力軸９８
が相対回転自在に装着されており、該合力軸９８の軸方
向中央部には大径の出力歯車９８ａが一体形成されてい
る。上記合力軸９８は軸受９９を介してケース本体９３
のボス部により回転自在に支持されており、該合力軸９
８の外端にチェーンスプロケット１７がスプライン結合
されている。

【００５２】上記クランク軸１３の軸方向中央部には上
述の遊星歯車増速機構９２が装着されている。これはク
ランク軸１３に回転自在に挿着された太陽歯車１００
と、該太陽歯車１００の周囲に自転公転自在に噛合する
３個の遊星歯車１０１と、各遊星歯車１０１に噛合する
大略碗状をなす外周歯車１０２とを備えている。また上
記各遊星歯車１０１はクランク軸１３に後輪からの回転
力がクランク軸１３に伝わるのを阻止するワンウェイク
ラッチ１０３を介して装着されたキャリア１０４に回転
自在に支持されている。

【００５３】上記外周歯車１０２の底壁には上記合力軸
９８の出力歯車９８ａがリベットにより固定されてい
る。これによりクランク軸１３に入力されたペダル踏力
は遊星歯車増速機構９２の外周歯車１０２を介して出力
歯車９８ａに伝わり、チェーンスプロケット１７，チェ
ーン１８を介して後輪９に伝達される。

【００５４】上記電動モータ８２の回転軸８２ａ（サン
ローラに相当）には上記遊星ローラ式減速機構９１が装
着されている。これは上記回転軸８２ａと同軸をなすよ
うに固定された大径円筒状の外輪１１０と、該外輪１１
０と上記回転軸８２ａとの間に配設され、両者８２ａ，
１１０に当接する複数個の遊星ローラ１１１と、該遊星
ローラ１１１を軸受１１２を介して回転自在に支持する
ピン１１３とを備えている。また上記外輪１１１の両端
面には各遊星ローラ１１１の軸方向移動を規制するガイ
ド板１１４，１１５が配設されており、該ガイド板１１
４，１１５はボルト１１６によりモータ８２のフランジ
部に共締め固定されている。なお外輪１１０の外周面は
モータ８２をケース本体９３に固定する際のインロー部
として機能し、これによってモータ軸と後述の歯車部材
１１８との同心度が高精度に出るようにしている。

【００５５】上記各ピン１１３には有底筒状のキャリア
１１７が固定されており、該キャリア１１７の軸芯には
出力歯車部材１１８の軸部が挿入されている。この出力
歯車部材１１８は軸受１１９を介してケース本体９３に
回転自在に支持されており、該出力歯車部材１１８は上
記合力軸９８の出力歯車９８ａに噛合している。また上
記出力歯車部材１１８の軸部とキャリア１１７とはワン
ウェイクラッチ１２０を介在させて連結されており、該
ワンウェイクラッチ１２０は人力のみによる走行時に踏
力がモータ８２に伝わるのを回避している。これにより
モータ８２の駆動力は、遊星ローラ式減速機構９１によ
り減速されてキャリア１１７から出力歯車部材１１８を
介して合力軸９８に伝達され、ここでクランク軸１３か
らの踏力と合力されて後輪９に伝達される。

【００５６】上記ケース本体９３には上述の踏力検出装
置８６が配設されている。この踏力検出装置８６は、図
１２，図１３に示すように、上記ケース本体９３の底部
に配設された反力受部１２５と、該ケース本体９３の上
壁後部に配設された角度検出部１２６とからなり、両者
１２５，１２６はケース本体９３の外周面に沿って分離
配置されている。

【００５７】上記反力受部１２５は、上記ケース本体９
３の底壁に膨出形成された受け部９３ｃの開口に支持板
１２７をボルト締め固定し、上記受け部９３ｃ内にコイ
ルスプリング１３０を配置するとともに、該コイルスプ
リング１３０内にフランジ１３１ａが一体形成された円
筒状の棒部材１３１を挿入し、該フランジ１３１ａの下
面と支持板１２７との間でコイルスプリング１３０を支
持して構成されている。

【００５８】上記角度検出部１２６は、上記ケース本体
９３の上壁に形成された取付け座９３ｄにポテンショメ
ータ１３２をボルト締め固定したものである。該ポテン
ショメータ１３２の入力軸１３３は上記クランク軸１３
と直角に向けて配置されており、ケース本体９３内に突
出している。また上記入力軸１３３の先端には回動レバ
ー１３５が固定されており、該回動レバー１３５は入力
軸方向に見て不図示のスプリングにより時計方向に付勢
されている（図１３参照）。

【００５９】そして上記太陽歯車１００には半径方向に
延びる押圧アーム部１００ａ及び検出アーム部１００ｂ
が一体形成されている。この押圧アーム部１００ａの先
端にはローラ１３７が軸支されており、該ローラ１３７
は上記棒部材１３１のフランジ１３１ａの表面に転接し
ている。また上記ローラ１３７にはケース本体９３に進
退可能に螺挿された零点調整用ストッパボルト１３８が
当接しており、該ストッパボルト１３８により上記押圧
アーム部１００ａの時計方向への回動が規制されてい
る。上記検出アーム部１００ｂは上記入力軸１３３の回
動レバー１３５に当接している。

【００６０】上記クランク軸１３に入力されたペダル踏
力とコイルスプリング１３０の付勢力とがバランスする
位置まで太陽歯車１００が反時計方向に回動し、これに
伴って検出アーム部１００ｂが回動する。これにより回
動レバー１３５を介して入力軸１３３が回動し、該入力
軸１３３の回転角度をポテンショメータ１３４が検出
し、該検出値をリード線を介してコントロールユニット
８５に出力する。

【００６１】また、上記ケース本体９３の上壁前部には
車速センサ１４０が配設されている。これは上記ケース
本体９３の取付け座９３ｅにセンサ本体１４１をボルト
締め固定し、該センサ本体１４１の検出部１４２をケー
ス本体９３内に突出して構成されている。この検出部１
４２は、上記外周歯車１０２の外周面に所定ピッチで形
成された歯部１０２ａに微小隙間をあけて対向してい
る。上記車速センサ１４０は上記外周歯車１０２の回転
に伴う歯部１０２ａの磁気抵抗の変化を検出し、該検出
値をリード線１４０ａを介して上記コントロールユニッ
ト８５に出力するようになっている。ここで、上記歯部
１０２ａは外周歯車１０２の内歯を鍛造成形する際に同
時に形成されたものである。

【００６２】上記コントロールユニット８５は、ユニッ
ト本体８５ａとこれを収容するコントロールボックス８
５ｂとからなり、該コントロールボックス８５ｂは上記
ケース本体９３の後壁面に沿って配置されている。また
上記コントロールボックス８５ｂには取付け片８５ｃ，
８５ｄが一体に突出形成されており、該取付け片８５
ｃ，８５ｄは上記ケース本体９３に形成されたボス部に
ボルト１４５により締め付け固定されている。

【００６３】ここで上記コントロールユニット８５の上
半部，ポテンショメータ１３４，及び車速センサ１４０
は上記取付けブラケット５内に位置しており、該ブラケ
ット５の左, 右側壁５ａ，５ｂ及び上壁５ｃにより囲ま
れている。

【００６４】次に本実施形態の作用効果について説明す
る。本実施形態によれば、コントロールユニット８５，
ポテンショメータ１３４及び車速センサ１４０をケーシ
ング８３の外周面に沿って配置し、該ケーシング８３に
固定したので、組付け工数，部品点数を削減でき、コス
トを低減できる。また上記コントロールユニット８５周
辺の配索を簡素化でき、車体搭載時のレイアウトに対す
る自由度を向上できるとともに、駆動装置全体を小型化
でき、上述の実施形態と同様の効果が得られる。

【００６５】また、上記コントロールユニット８５，ポ
テンショメータ１３４，及び車速センサ１４０を取付け
ブラケット５内に配置し、該ブラケット５により覆った
ので、飛び石等の外力による損傷を防止でき、またケー
ス本体９３とブラケット５との間の空きスペースを有効
利用して配置でき、この点からも上記実施形態と同様の
効果が得られる。

【００６６】本実施形態では、遊星歯車増速機構９２を
備えたパワーユニット８３の太陽歯車１００を回動付勢
する反力受け部１２５と、角度検出部１２６とをケース
本体９３の外周面に沿って分離させて配置したので、上
記反力受け部１２５を収納するケース本体９３の受け部
９３ｃの突出寸法を小さくすることができ、ケース全体
を小型化できる。その結果、パワーユニット８３を車体
に搭載する際のレイアウトに対する自由度を向上でき
る。

【００６７】また上記角度検出部１２６の入力軸１３３
をクランク軸１３と直角方向に向けて配置したので、図
１２に示すように、蓋部材９４を取り外した状態で角度
検出部１２６をケース本体９３に組み付ける場合に、太
陽歯車１００の押圧アーム部１００ａ，検出アーム部１
００ｂ同士を目視した状態で係合させることができ、そ
れだけ組み付け性を改善できる。また上記入力軸１３３
をクランク軸１３に直交させたので、取付ブラケット５
の幅内に角度検出部１２６を配置できる。

【００６８】上記コイルスプリング１３０に押圧アーム
部１００ａが転接する棒部材１３１を挿入したので、ヒ
ステリシスを抑制でき、即ちペダル踏力の増加時と減少
時との検出値の変動を回避でき、また引っ掛かりを回避
してアシストフィーリングを向上できる。即ち、図１４
に示す従来装置のように、シリンダ部２０７とこれに摺
動するよう挿入されたピストン部２０８との間にコイル
スプリング２０４を介在させる構造の場合には、両者の
摺動抵抗により作動時にヒステリシスが発生し易く、ま
たピストン部２０８の倒れによりアシストフィーリング
が悪化するという問題がある。

【００６９】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明に係る電動
補助車両によれば、コントロールユニットをパワーユニ
ットのケーシングの外周面に沿うように配置し、かつ該
ケーシングに固定したので、コントロールユニットから
の熱をケーシングに放熱でき、コントロールユニットの
耐久性を向上できる効果があり、またコントロールユニ
ット自体のフレームへの取付けブラケットを不要にで
き、組み付け工数，及び部品点数を削減でき、コストを
低減できる効果があり、カバーをつける場合には小型で
すむ。また両ユニットを一体化したことにより、配線が
短くて済みかつ配索を簡略化でき、また車体レイアウト
上の自由度を向上できるとともに、車体全体を小型化で
きる効果がある。

【００７０】またコントロールユニットをケーシングの
外周面に沿うように配置したので、クランク軸の幅寸法
を狭くでき、コーナで車体を倒す際のバンク角を大きく
できるとともに、ペダルをこぐ際の違和感を減少できる
効果がある。またコントロールユニットがケーシング内
部に配置されている場合に比べて、メンテナンス，ある
いは着脱作業が容易である。

【００７１】請求項２の発明では、コントロールユニッ
トの少なくとも一部を取付けブラケット内に側面視で隠
れるように配置したので、別部品によるカバーを用いる
ことなく外力による損傷を防止できるとともに、空きス
ペースを有効利用して配置でき、コンパクト化を図るこ
とができる効果がある。

【００７２】請求項３の発明では、コントロールユニッ
ト及び踏力センサをパワーユニットのケーシングの外周
面に沿うように配置し固定したので、コントロールユニ
ットの放熱性を向上でき、組み付け工数，及び部品点数
を削減してコストを低減できる等請求項１と同様の効果
がある。

【００７３】請求項４の発明では、ペダル踏力を検出す
る踏力センサの反力受部と、角度検出部とを分離形成す
るとともに、該反力受部及び角度検出部をパワーユニッ
トのケーシングの外周面に沿うように配置したので、反
力受部，角度検出部を一体化したものに比較してこれら
の配置位置上の自由度を向上でき、またパワーユニット
のケーシングの突出寸法を小さくしてケース全体を小型
化でき、ひいては車体搭載時のレイアウト上の自由度を
向上できる効果がある。

【００７４】請求項５の発明では、上記角度検出部の回
転軸をクランク軸と直角方向に配置したので、組み付け
性を向上できるとともに、ケーシングの突出寸法を小さ
くできる効果がある。

【００７５】請求項６の発明では、踏力センサの少なく
とも一部を、また請求項８の発明では、コントロールユ
ニット，踏力センサ，車速センサの少なくとも各々の一
部を取付けブラケット内に側面視で隠れるように配置し
たので、外力による損傷を防止できる効果がある。

【００７６】請求項７の発明では、車速センサをパワー
ユニットのケーシングの外周面に沿うように配置，固定
したので、組み付け工数，及び部品点数を削減してコス
トを低減できる等、請求項１と同様の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１，２の発明の一実施形態による電動補
助自転車の左側面図である。

【図２】上記電動補助自転車のパワーユニットの断面平
面図である。

【図３】上記パワーユニットの一部断面左側面図であ
る。

【図４】上記パワーユニットの車体搭載状態を示す左側
面図である。

【図５】上記パワーユニットの車体搭載状態を示す右側
面図である。

【図６】上記パワーユニットの車体搭載状態を示す背面
図である。

【図７】請求項３〜７の発明の一実施形態による電動補
助自転車の左側面図である。

【図８】上記電動補助自転車の補助駆動装置を示す左側
面図である。

【図９】上記補助駆動装置のパワーユニットの左側面図
である。

【図１０】上記パワーユニットの平面図である。

【図１１】上記パワーユニットの断面底面図である。

【図１２】上記パワーユニットの踏力検出装置を示す左
側面図である。

【図１３】上記踏力検出装置の構成図である。

【図１４】従来の踏力検出装置を示す一部断面側面図で
ある。

【符号の説明】

１，８０ 電動補助自転車 ２ 車体フレーム ５ 取付けブラケット １３ クランク軸 ２１，８２ 電動モータ ２２，８３ パワーユニット ２４，８５ コントロールユニット ２６，９０ ケーシング（ケーシング） ２７，８６ 踏力検出装置（踏力セン
サ） ９２ 遊星歯車増速機構（遊星ギ
ヤ機構） １００ 太陽歯車 １０１ 遊星歯車 １２５ 反力受け部 １２６ 角度検出部 １３３ 入力軸（回動軸） １４１ 車速センサ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランク軸に入力されたペダル踏力と電
   動モータからの補助力との合力を出力するパワーユニッ
   トと、上記電動モータによる補助力を可変制御するコン
   トロールユニットとを備えた電動補助車両において、上
   記コントロールユニットを上記パワーユニットのケーシ
   ングのクランク軸径方向外周面に沿うように配置し、か
   つ該ケーシングに着脱可能に固定したことを特徴とする
   電動補助車両。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記コントロールユ
   ニットを、その少なくとも一部が上記パワーユニットを
   車体フレームに取り付ける取付けブラケット内に側面視
   で隠れるように配置したことを特徴とする電動補助車
   両。
3. 【請求項３】 クランク軸に入力されたペダル踏力と電
   動モータからの補助力との合力を出力するパワーユニッ
   トと、上記ペダル踏力を検出する踏力センサと、該踏力
   センサにより検出されたペダル踏力に基づいて上記電動
   モータからの補助力を可変制御するコントロールユニッ
   トとを備えた電動補助車両において、上記コントロール
   ユニット及び踏力センサを上記パワーユニットのケーシ
   ングのクランク軸径方向外周面に沿うように配置し、か
   つ該ケーシングに着脱可能に固定したことを特徴とする
   電動補助車両。
4. 【請求項４】 請求項３において、上記パワーユニット
   が、クランク軸と同軸配置され、遊星ギヤにペダル踏力
   が入力され、リングギヤ又はサンギヤの何れか一方から
   出力される遊星ギヤ機構を備えたものであり、上記踏力
   センサが、上記リングギヤ又はサンギヤの何れか他方を
   該他方に作用する反力に抗して回動付勢する反力受部
   と、該他方の回動角度を検出する角度検出部とを分離形
   成したものであり、該反力受部及び角度検出部が上記ケ
   ーシングのクランク軸径方向外周面に沿うように配置さ
   れていることを特徴とする電動補助車両。
5. 【請求項５】 請求項４において、上記角度検出部の回
   転軸がクランク軸に垂直方向に配置されていることを特
   徴とする電動補助車両。
6. 【請求項６】 請求項３ないし５の何れかにおいて、上
   記踏力センサを、その少なくとも一部が上記パワーユニ
   ットを車体フレームに取り付ける取付けブラケット内に
   側面視で隠れるように配置したことを特徴とする電動補
   助車両。
7. 【請求項７】 請求項３ないし６の何れかにおいて、車
   速を検出する車速センサを上記パワーユニットのケーシ
   ングのクランク軸径方向外周面に沿うように配置し、か
   つ該ケーシングに着脱可能に固定したことを特徴とする
   電動補助車両。
8. 【請求項８】 請求項３ないし７の何れかにおいて、上
   記コントロールユニット，踏力センサ，車速センサの少
   なくとも各々の一部を上記取付ブラケット内に側面視で
   隠れるように配置したことを特徴とする電動補助車両。